胶合木结构桥梁设计初探开题报告

 2021-08-08 04:08

1. 研究目的与意义

课题研究的内容、目的及意义:探讨胶合木结构在现代桥梁中的应用,进行中等跨度胶合木结构桥梁的设计及计算,提出木结构桥梁设计的优化方案,为现代工程木的应用拓展新的领域,为国内木桥的设计建造提供理论基础,在生产实践及应用上具有重要意义。

2. 国内外研究现状分析

国外研究:

1988 年加拿大安大略省首次提出了蜂窝型应力叠合木桥面板的概念,第一座实桥于

1993 年由自然资源部建设,其跨越 the Chippewa River,跨径长25m,单车道,宽度为5.3m,高度为1200mm。

澳大利亚也对蜂窝型桥面板进行了相关的研究,并在悉尼科技大学进行了相关试验;Micheal A Ritter 研究了蜂窝型的桥面板结构形式,并对其力学性能与普通型应力叠合木桥面板进行了对比,其施工较为复杂,预应力的大小对其力学性能影响较为敏感,但是整体刚度较大,变形较小。

澳大利亚 Crews 对 T 型桥面板的翼缘有效分布宽度进行了相关研究。

巴西首次提出了桁架式应力叠合木桥面板的概念,并进行了相关研究,但是还未应用到新建结构中去。

2002年英国设计了第一座拱形的应力叠合木桥,其主要用于人行天桥和乡村低等级公路桥梁上,跨径一般为 6-26m。应力叠合木拱桥的设计方法和力学性能与普通的应力叠合木桥面板相比有着较大的差异。

2002年英国的龙比亚大学共建造了9座应力叠合木拱桥,并对其中的7 座做了荷载试验,对其设计方法和力学性能以及连接构造进行了相关的研究。

国内研究:

以板桥及板拱桥为工程背景,分析 CLT 在中小跨径桥梁中的适用范围。结果表明:板桥中九层的 CLT 板单孔跨径可至 13m,板拱桥中单孔跨径可至 20m,并有较大富余度。实际工程中推荐优先采用以受拉压力为主的拱桥与桁架桥,或采用钢-木组合结构形式。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

参考已有的研究文献,探讨胶合木结构的基本形式以及胶合木构件在现代桥梁中的应用,对中等跨度的胶合木结构桥梁进行设计及计算,最后对研究和设计的结果进行总结,对未来胶合木结构在桥梁中的应用进行展望.具体要求如下:

(1)查阅国内外关于胶合木桥梁的研究文献,并进行分析、总结;

(2)完成胶合木桥梁的设计,并撰写桥梁设计说明一份;

(3)查阅并学习木结构桥梁设计图,以及木结构桥梁施工图集,学习其设计以及绘图方法,使用CAD绘图:包括平面图、立面图、纵断面图、各部位横断面图;木结构梁各节点构造详图等)

(4)完成论文

研究计划:

(1)2017.12.08-2018.2.10查阅国内外相关文献资料

(2)2018.2.10-2018.3.20进行中等跨度胶合木结构桥梁的设计及计算

(3)2018.3.20-2018.5.01开始论文中所需要画图

(4)2018.5.01-2018.5.20最后全面审核、撰写论文、准备答辩

4. 研究创新点

(1)通过学习,对国内外的研究及应用现状进行整理,设计中等跨度的胶合木桥梁,探讨胶合木结构桥梁的外观构造和结构形式。

(2)设计完成后运用绘图软件绘图,并参照相关规范进行结构计算,运用有限元软件分析桥梁结构。

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